JP4554227B2 - 連続シートの切断方法 - Google Patents
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Description
丁取り数や丁取り幅などの切断のオーダーチェンジの際、効率性確保の観点から供給ラインを止めることなしに、複数のスリッタのうち新旧オーダに亘って継続して切断を行うスリッタについては、オーダチェンジに伴って旧オーダの切断位置から新オーダの切断位置へ段ボールシートの幅方向へ移動して、セットアップすることが行われている。この場合、セットアップする間に送られる段ボールシートは、廃棄されるため、セットアップに要する時間をなるべく短縮することが要望されている。
第1に、丁取りの仕方によっては段ボールシートの蛇行を防止することが困難である点である。より詳細には、各スリッタは、供給される段ボールシートからの抵抗を低減する観点から、オーダチェンジの際、切断加工状態に保持したまま幅方向に移動させるのに、スリッタ刃を旋回自在としたうえで、旋回角度を制御している。しかしながら、丁取りの仕方によっては、幅方向に移動させるスリッタの基数或いは幅方向移動長さと、幅方向逆向きに移動させるスリッタの基数或いは幅方向移動長さとが異なり、スリッタを切断状態のまま移動させる間に、段ボールシートの蛇行を生じ、場合によってラインを停止する必要が生じる。
第2に、各スリッタをトリミング用と、通常の切断用との兼用にしていることに起因する問題である。より詳細には、通常最も外側に配置された一対のスリッタがトリミングに用いられるが、新オーダの丁取り或いは丁取り幅によっては、より内側のスリッタによりトリミングを行うこともあり得る。よって、オーダチェンジの前後に亘ってトリミング片を連続帯状に保持するために、トリミングを行うスリッタは、トリミング状態を保持したまま新オーダのトリミング位置に幅方向に移動させる必要があるところ、すべてのスリッタについて、旋回自在とし、旋回角度を調整可能とする必要が生じ、余分な設備コストを生じる。
このように構成された本発明によれば、上下方向に移動可能なトリミング専用切断手段をスリッタとは別途、供給ライン方向に間隔を隔てて設けることにより、オーダチェンジの際、旧オーダで切断をしていたスリッタについては、トリミングをしていたスリッタを含め、被加工連続シートから一旦上下方向に逃がして、新オーダの加工位置まで移動させる一方で、トリミング専用手段を上下方向に被加工連続シートに向かって移動して、旧オーダのトリミング片に切り込みを入れる。旧オーダの切断位置から新オーダの切断位置までの移動に要するセットアップ時間が最も長いスリッタが新オーダの切断位置まで移動する間、トリミング専用切断手段により被加工連続シートをトリミング加工した状態で幅方向に移動させる。次いで、新オーダで切断を行うスリッタを上下方向に被加工連続シートに向かって移動して、新オーダの切断位置でシートを切断開始するとともに、トリミング専用切断手段を新オーダのトリミング片から上下方向に逃がす。
また、トリミング専用切断手段の切断刃は円板状でありこの円板状の切断刃の中心を通る略水平な軸線を中心に回転させる回転駆動手段を有し、トリミング専用切断手段の切断刃によって被加工連続シートを切断する際、被加工連続シートの給送速度とトリミング専用切断手段の切断刃の被加工連続シートの幅方向への移動速度とに基づいて、円板状の切断刃の旋回角度を調整する段階を有してもよい。
さらに、供給ライン下流方向に向かって、トリミング専用切断手段、単一のスリッタユニット、及びトリムダクトを設ける段階を有してもよい。
図1に示すように、本実施形態のコルゲートマシン10には、段ボールシート1の供給ラインに沿って、上流側から順に、段ボールシート1の供給速度V1 を測定する速度センサ50、トリム切断装置51、スリッタユニット2、トリムダクト4が設けられている。
図2に示すように、スリッタユニット2のフレーム26,26の間には、段ボールシートのパスラインPLを挟むように、上下方向に所定の間隔をおいて一対のビーム28,30が平行に掛け渡され、一対のビーム28,30により、複数組(本実施例では5組)のスリッタ刃ユニット24が段ボールシートの幅方向に互いに間隔を隔てて支持されている。スリッタ刃ユニット24の各々は、段ボールシートのパスラインPLを挟んで上部ユニット24Aと下部ユニット24Bとからなり、各ユニットは、相互に反対方向に回転する円板状のスリッタ刃20,20を備え、各々のスリッタ刃20,20の間に段ボールシートを供給することにより、段ボールシートを送り方向に沿って挟む形態で切断するようにしてある。上部ユニット24Aと下部ユニット24Bとは、段ボールシートのパスラインPLに関して上下に対称となる構成であるから、以下に上部ユニット24Aについて説明し、下部ユニット24Bについては同様な要素には、同様な参照番号を附することによりその説明は省略する。
スリッタ刃20は、段ボールシートのシート面にほぼ垂直に配置され、下部ケース60からシート幅方向に突出する回転軸61により回転可能に支持されており、下部ケース60内に収容されたモータ62と、ギア機構等の伝達機構63とから構成される回転駆動機構により個別に回転駆動される。特に、スリッタユニット2の最外位置に位置する1組のスリッタ刃20,20により、段ボールシートの各側に切断片である所定幅のトリミング片Tが形成され、生じたトリミング片Tは、吸引ダクト4により吸引・回収されるようにしている。
幅方向移動機構について説明すれば、上側のビーム28に、スリッタ刃20と同じ数の移動部材36が1対のローラ34を介して摺動可能に支持されている。移動部材36に回転自在に設けたナット36aが、両フレーム26,26間に架設・固定したネジ軸38に螺合している。各移動部材36に設けられた個別アクチュエータとしての個々のサーボモータ40を駆動することにより、そのモータ側のギヤ40aとナット36aに形成されたギヤ36bとの噛み合いによりナット36aが回転駆動され、これによって個々の移動部材36ひいては複数のスリッタ刃20がそれぞれ個別にシート幅方向へ移動・位置決めされる。
上下方向移動機構について説明すれば、図3に示すように、上部ケース64は移動部材36の下側に対し軸44を支点として、一定角度範囲で回動可能に設けられている。上部ケース64はシリンダ46のピストンロッド46aに連結され、このピストンロッド46aの伸長により、上部ケース64ひいてはスリッタ刃20が、段ボールシートを切断するロードレベルと、ロードレベルから上方に退避したアンロードレベルとの間で回動可能に移動するようになっている。
次に、トリム切断装置51は、図4に示すように、段ボールシート1の幅方向の2箇所に設けられた円形薄刃ヘッド52,53を備え、円形薄刃ヘッド52,53はそれぞれ、円形薄型で板状の切断刃56と、切断刃56を幅方向に移動させる幅方向移動機構と、切断刃56をロードレベルとアンロードレベルとの間で上下方向に移動させる上下方向移動機構とから概略構成され、フレーム58、58間で段ボールシート1の幅方向に架けられた梁部材54にそれぞれ段ボールシート1の幅方向に同軸上で移動可能に支持されている。
両円形薄刃ヘッド52,53は同一構造であるので、一方の円形薄刃ヘッド52について、図5によって説明する。円形薄刃ヘッド52は、円形薄型で板状の切断刃56を備え、切断刃56はその中心で支持軸58の周りに回転自在に支持されると共に、支持軸58は旋回部材60に取り付けられている。なお、切断刃56をモータにより回転駆動するように構成してもよい。
旋回部材60には段ボールシート1に垂直な旋回軸71が設けられており、旋回軸71はベアリング64aを介してブラケット64に旋回自在に支持されている。一方、下部ケース60は上部ケース64から下向きに突出するとともに、上部ケース64内において軸受部64aにより回転可能に支持された回転軸65の下端に結合されている。これにより、図5に示すように切断刃56は、段ボールシートのシート面に対しほぼ垂直な軸線Oを中心として旋回自在とされている。特に、支持軸58の中心C1と旋回軸71の中心C2とは、所定量a偏芯しており、その偏芯方向は、段ボールシート1の供給方向に対して下流側となるように構成されている。これにより、図5(B)に示すように、切断刃56が段ボールシートから受ける抵抗力が、主として軸線Oから偏った位置に作用することから、切断刃56を軸線Oを中心としてスムーズに旋回させることが可能であり、切断刃56により段ボールシートをトリミング加工する際、段ボールシートの供給ライン方向速度と切断刃56のシート幅方向への移動速度とにより切断刃56の旋回角度が決定される。
幅方向移動機構及び上下方向移動機構はそれぞれ、前述のスリッタユニット2の対応する機構と構造が同様であるので、同様な部品には同様な参照番号を附することによりその説明は省略する。
なお、トリムミング切断装置の上下方向移動速度、幅方向移動速度はそれぞれ、例えば、略0.5m/秒及び略1m/秒である。
次いで、S8において、トリム切断装置51において、現在のスリッタ位置、特にトリミングを行っているスリッタの幅方向位置まで切断刃56を移動させておく。より詳細には、円形薄刃ヘッド52,53は、予め、旧オーダでの段ボールシート1の幅方向の両外側にある上下スリッタヘッド20に対応した位置に、サーボモータ40を駆動して、傘歯車40a、36b、ナット36a及びねじ軸38を介して、位置決めされる。
次いで、S9において、新オーダの切断位置、特にトリミングを行うスリッタの幅方向位置に基づいて、切断刃56の幅方向移動距離を算出し、この幅方向移動距離を算出したオーダチェンジ時間Tcで除することによりロード時の切断刃56の幅方向移動速度を算出する。
よって、切断刃56は、オーダチェンジ時に、まず、オーダチェンジポイントPeの直前で、スリッタ刃20によるスリット上、あるいは、このスリットの近傍で、段ボールシート1の幅方向外側の開始ポイントP1-1,P1-2から切断を開始するように、例えば略0.5m/秒の高速でロード状態とされる。切断刃56とウレタンロール55とにより、図8に破線で示すように、段ボールシート1の切断が開始される。この場合、旧オーダのトリミング片に確実に切り込むために、図8に示すように、Peを通過する直前に切断刃56をロードレベルに移動するのが好ましい。
その際、段ボールシート1は連続的に供給され続けるので、切断刃56は、段ボールシート1の供給方向の抵抗力を受けると共に、同時に、円形薄刃ヘッド52,53の段ボールシート1の幅方向の移動による抵抗力とを受ける。従って、切断刃56は、両抵抗力を受けて、旋回軸65を中心として旋回し、両抵抗力の合力方向と平行な方向を向く。
なお、切断刃56は、段ボールシート1の幅方向に移動され、その向きを図示しないサーボモータで駆動すると共に数値制御するように構成してもよい。そして、段ボールシート1の供給速度V1 と切断刃56の段ボールシート1の幅方向の移動速度V2 とに基づいて、tan-1V2 /V1 を算出し、段ボールシート1の切断中は、切断刃56の刃面と段ボールシート1の供給方向との角度をtan-1V2 /V1 に保つようにしてもよい。
次いで、S15において、Psを通過したことを検出したら、スリッタ刃20をロードレベルに移動させるとともに(S17)、切断刃56をアンロードレベルに移動させる(S16)。より詳細には、オーダチェンジ完了ポイントPs上を通過、あるいは、オーダチェンジ完了ポイントPsよりも段ボールシート1の幅方向外側の近傍の終了ポイントP1-3,P1-4に到達したときに、ピストン46を駆動してブラケット64を介して、旋回部材60と共に切断刃56を段ボールシート1から離間するアンロード状態にする。この場合、新オーダのトリミング片に確実に切り込むために、Psを通過する直後に切断刃56をアンロードレベルに移動するのが好ましい。 これにより、各上下スリッタヘッドの新オーダでの位置決めがオーダチェンジ完了ポイントPsで完了する。よって、スリッタ刃20により切断が行われて、トリム片T1-3,T1-4が切断される。以降、新オーダでの加工が、スリッタ2により実行される。なお、段ボールシート1から2丁取りする場合には、一部の上下スリッタヘッド20はアンロードレベルにおいて休止状態とされる。
なお、旧オーダで切断されたトリム片T1-1,T1-2が、トリムダクト4に到達すると、トリム片T1-1,T1-2はトリムダクト4に吸い込まれる。そして、オーダチェンジが実行されたときには、トリム片T1-1,T1-2に連続して、切断刃56により切断されたトリム片がトリムダクト4に吸い込まれる。このトリム片に続いて、新オーダでのトリム片T1-3,T1-4がトリムダクト4に吸い込まれる。
2 スリッタユニット
4 トリムダクト
20 スリッタ刃
24 スリッタ刃ユニット
26 フレーム
28 ビーム
30 ビーム
40 サーボモータ
46 ピストン
50 速度センサ
51 トリム切断装置
52 円形薄刃ヘッド
56 切断刃
58 支持軸
65 旋回軸
71 旋回軸
131 I/Oポート
132 CPU
133 ROM
134 RAM
142 スリッタ刃群駆動ユニット
143 トリミング切断装置ユニット
180 上位生産管理装置
Claims (4)
- スリッタユニットを用いて、供給ラインに沿って連続して供給される被加工連続シートを切断する切断方法において、
上下方向及びシート幅方向に移動可能な複数のスリッタ刃を備えた単一のスリッタユニットを設ける段階と、
上下方向及びシート幅方向に移動可能であり且つ略鉛直な軸線を中心に旋回自在な切断刃がシート幅方向両側に設けられたトリミング専用切断手段を前記単一のスリッタユニットから供給ライン方向に間隔を隔てて設ける段階と、
トリミング片を吸い込むトリムダクトを設ける段階と、
旧オーダから新オーダへオーダチェンジする際、前記単一のスリッタユニットのスリッタ刃を旧オーダのオーダチェンジ開始ポイントPeから上下方向に逃がすとともに、前記トリミング専用切断手段の切断刃を前記オーダチェンジ開始ポイントPeより上流側に近接した開始ポイントP1-1,P1−2で上下方向に被加工連続シートの表面に向かって移動して、旧オーダのトリミング片に切り込みを入れる段階と、
前記単一のスリッタユニットのスリッタ刃を上下方向に被加工連続シートの表面に向かって移動して、新オーダのオーダチェンジ完了ポイントPsでシートを切断開始するとともに、前記トリミング専用切断手段の切断刃を前記オーダチェンジ完了ポイントPsより下流側に近接した終了ポイントP1−3,P1−4で新オーダのトリミング片から上下方向に逃がす段階と、を有し、
前記トリミング専用切断手段の切断刃を前記開始ポイントP1-1,P1−2から前記終了ポイントP1−3,P1−4に向かってシート幅方向に移動させることにより、旧オーダのトリミング片と新オーダのトリミング片とに跨るようにシートを切断してトリミング片を連続する帯状としたことを特徴とする切断方法。 - 前記トリミング専用切断手段の切断刃を新旧オーダそれぞれのトリミング片の内側ラインより外側の被加工連続シートに切り込む段階を有する、請求項1に記載の切断方法。
- さらに、前記トリミング専用切断手段の切断刃は円板状でありこの円板状の切断刃の中心を通る略水平な軸線を中心に回転させる回転駆動手段を有し、
前記トリミング専用切断手段の切断刃によって被加工連続シートを切断する際、被加工連続シートの給送速度と前記トリミング専用切断手段の切断刃の被加工連続シートの幅方向への移動速度とに基づいて、前記円板状の切断刃の旋回角度を調整する段階を有する、
請求項1または請求項2に記載の切断方法。 - 供給ライン下流方向に向かって、前記トリミング専用切断手段、前記単一のスリッタユニット、及び前記トリムダクトを設ける段階を有する、
請求項1に記載の切断方法。
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